JPS634020A - 磁気特性の優れた電磁軟鉄板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用技術分野） 本発明は電気機器のリレー、小型スイッチ等に使用され
る電磁石用の電磁軟鉄板を製造する方法に関するもので
あり、さらに詳しくは、軽冷延状態の製品であって、電
気機器製造業者で磁性焼鈍と呼ばれる熱処理を施したの
ち使用される、いわゆるセミプロセス製品の製造方法に
関するものである。

（従来技術とその問題点） 電磁軟鉄板はＳＬ含有量がほとんど零の純鉄系とＳｉを
含有するものとに大別され、使用機器に要求される磁気
特性、機械的性質、などの特性に従い種々の電気機器の
リレー鉄芯用材料に使用されている。

例えば、純鉄系は主に直流磁化条件で使用され、古くか
ら知られた安価なリレー鉄芯用材料である。

しかし、純鉄系は固有抵抗が低く、交流で使用するリレ
ー鉄芯用材料に適さないので、交流磁化条件下ではＳｉ
を含むケイ製鉄が使用されている。

これらのリレー鉄芯に用いられる電磁軟鉄板はＣ含有量
が多くなると磁気特性（磁束密度、保磁力）が非常に劣
化することから、磁気特性の改善をはかることを目的と
し、脱炭精錬あるいは脱炭焼鈍を実施するものであるが
、これらの処理は多大のコスト増、および製造工程の繁
雑さを招くことになる。

特に、脱炭焼鈍は通常、オープン・コイル焼鈍（０，Ｃ
，Ａ）で行なわれるが、リレー鉄芯用鋼板は板厚が比較
的厚いので、板厚が２ｍ＋以上の材料はオープン・コイ
ル化の作業性および脱炭が困難となる問題が生じること
になる。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らは従来の製造方法における脱炭処理（脱炭精
錬、脱炭焼鈍）の省工程化を図り、低コストを達成する
と同時に、磁気特性の優れた材質が得られる製造条件に
つき鋭意検討した。

その結果、本発明者らは以下の知見を得た。すなわち、
鋼中のＳとＰを低減させ、Ｓｉの共存下で特定の条件で
焼鈍することにより、鋼中のＣが炭化物として析出せず
グラファイトとなること、そしてこのグラファイト化に
よって磁気特性の改善が図れることである。

（発明の目的） 本発明の目的は、低磁界における磁束密度が大きく、か
つ、保磁力の小さい電磁軟鉄板を安価に提供することに
ある。

（発明の構成） 本発明は Ｃ：　０．０１〜０．１０％ Ｓｉ　：　０．４〜３．５％ Ｍｎ　：　０．０５〜０．５％ Ｐ　：　０．０１０％以下 Ｓ　：　０．０１０％以下 Ａｌ　：　０．０５〜０．３０％ とし、残部がＦｅおよび不可避的不純物とから成る化学
組成の鋼の熱間圧延板を中間焼鈍を挟み２回の冷間圧延
で、仕上げ厚さとする際に、中間焼鈍として６５０℃以
上〜Ａ１変態点以下の温度で１〜１５時間の箱焼鈍を行
い炭化物をグラファイト化させ、更に、２次冷間圧延を
圧延率３〜４０％で施すことからなる磁気特性の優れた
（磁束密度：大きい、保磁カニ小さい）電磁軟鉄板の製
造方法を提供する。

次に、本発明において、鋼の成分組成、焼鈍条件、冷間
圧延条件を上記の如く限定した理由を説明する。

鋼の成分組成 Ｃは磁気特性を劣化させるので、焼鈍によりＣをグラフ
ァイト化することによって、磁気特性を向上させる（磁
束密度を大きくし、保磁力を小さくする）ものであるが
、その含有量が０．１０％を越えると磁気特性の改善効
果が少ない上所望磁気特性レベルを達成しなくなる。−
方、下限は真空脱ガス処理を必要とせず、通常の転炉精
錬で達成可能な０．０１％と定めた。

Ｓｉは磁気特性を向上させる作用とグラファイトの生成
を促進する作用とがあり、その含有量が０．４％未満で
はこれらの効果が得られない。−方、３．５％を越えて
含有させると、冷間圧延時に脆性割れ、あるいは延性不
足とによって、鋼板の圧延が困難になることからＳｉ含
有量を０．４〜３．５％と定めた。

Ｍｎは鋼の熱間加工性を改善する作用があるが、その含
有量が０．０Ｓ％未満ではその効果が得られない、他方
、０．５％　を越えて含有させると、磁気特性の劣化と
製造コストの上昇を招くことから、Ｍｎ含有量を０．０
５〜０．５％と定めた。

Ｐは磁気特性にほとんど影響をおよぼさないが、グラフ
ァイト化を抑制するという副次的効果のある元素である
ので、その含有量は低いほど好ましく、その含有量は０
．０１０％まで許容できる。

Ｓは、磁気特性の劣化を招く不純物であるとともにグラ
ファイト化を抑制する元素であるので、その含有量が低
いほど好ましいが、０．０１０％まで許容できる。

ＡＱは脱酸剤として必要な上、磁気特性を向上させる作
用があり、その含有量が０．０５％未満ではＡＱＮの析
出により結晶粒成長が抑制され、前記作用の効果が得ら
れない。−方、０．３０％を越えて含有させると、鋼板
の表面疵による不良発生と製造コストの上昇を招くこと
から、ＡＱ含有量を０．０５〜０．３０％と定めた。

鹿良東庄 焼鈍温度が６５０℃未満であったり、焼鈍時間が１時間
未満の場合には、グラファイトの生成が充分でなく所望
磁気特性を達成することができない。

−方、焼鈍温度がＡ１変態点以下を越えると、オーステ
ナイト相にＣが固溶され、その後の冷却過程でセメンタ
イトを析出することにより、磁気特性が劣化してしまう
ことから、焼鈍温度を６５０℃〜Ａ１変態点以下、焼鈍
時間を１〜１５時間と、それぞれ定めた。

ス丞２良 前記、焼鈍工程の後に、２回目の冷間圧延（２大検間圧
延）を施すと、表面性状や寸法精度が向上するという一
般的な冷延鋼板の特性に加えて、その後の磁性焼鈍によ
り良好な磁気特性が得られる。後で実証するように、２
次冷間圧延率は３％以上で磁気特性が向上し、更に２大
検間圧延率Ｓ％において最も良好な磁気特性を示すが、
２次冷間圧延率４０％を越える冷延を施すと、結晶粒の
細粒化と合せ、グラファイトの分散が生じ、所望の磁気
特性を得ることが困難となる。したがって、２次冷間圧
延率を３〜４０％と定めた。

次に、本発明を実施例により比較例と対比しながら説明
する。

（実施例１） 本例は製造条件を本発明範囲内として、鋼の化学組成の
影響を示す例である。

第１表に示す化学組成の熱延鋼板（５ｍ厚）に、冷延率
６０％の冷間圧延を施し、板厚２ｍの鋼板とした。この
鋼板を箱焼鈍炉にて試料ＮＧ！、　２．３．６は７２０
℃で４時間、試料Ｎ１１４．５．７．８．９．１０は６
８０℃で４時間の焼鈍を実施した後、圧延率２０％によ
る２大検間圧延を施して電磁軟鉄板を製造した。

次に、各々の電磁軟鉄板を８００℃で３時間の焼鈍（Ｎ
２雰囲気中）に付し、その後直流磁化特性を測定した。

その結果も第１表に併記した。

第１表に示される結果からも明らかなように、本発明の
方法によれば磁束密度Ｂｉ（磁界の強さが１０ｅ時にお
ける値）が大きく、かつ、保磁力Ｈｃが小さい磁気特性
の優れた電磁軟鉄板が得られるのに対して、Ｃ含有量の
多いもの（試料ＮＣＬ３）、Ｓｉ含有量の少ないもの（
試料ＮＱ４）、Ｍｎ含有量の多いもの（試料Ｎ１１７）
、Ｐ含有量の多いもの（試料ＮＱ８）、Ｓ含有量の多い
もの（試料ＮＱ９　）、およびＭｎ、　Ｐ、　Ｓ含有量
が多く、かつＡＱ含有量の少ないもの（試料海１０）は
いずれも磁気特性が劣っていることがわかる。

第１図は、本発明により製造した試料（Ｎａ３）におけ
る鋼中に分散する炭化物等の形態を現出した光学顕微鏡
写真（倍率５００倍）である１、第２図は比較試料（Ｎ
α４）の同様の光学顕微鏡写真である。

本発明試料においては、鋼中のＣは、グラファイト化し
た（写真中黒色）形態として確認でき、比較試料（写真
）においては鋼中において写真中白色塊状のセメンタイ
ト（Ｆｅ、　Ｃ）として存在することが示されている。

このように、磁気特性の良否と、鋼中のＣの存在形態が
深く係り合っていることがわかる。

（実施例２） 本例は化学組成を本発明範囲内として、箱焼鈍時の温度
と時間を見た例である。

第１表の試料黙６の化学成分である熱延板を５Ｉ厚に仕
上げた後、圧延率６０％の冷間圧延を施し、６２０〜８
８０℃の温度、０．２〜１５時間での箱焼鈍を実施した
後、圧延率２０％の２大検間圧延を施して、電磁軟鉄板
を製造した。

次に、各々の電磁軟鉄板を８００℃で３時間の焼鈍（Ｎ
Ｚ雰囲気中）に付し、その後直流磁化を測定した。その
結果も第２表に併記した。

第２表に示される結果からも明らかなように、本発明の
方法によれば、磁気特性の優れた電磁軟鉄板が得られる
のに対して、焼鈍温度の低いもの（試料ＮＱ６ａ）、焼
鈍時間の短いもの（試料Ｎｉｌ　６ｂ）はいずれも磁気
特性が劣っていることがわかる。

（実施例３） 本例は２大検間圧延率の影響を調べた例である。

第１表の試料ＮＱ６の化学組成である熱延板を５ｍ厚に
仕上げた後、圧延率６０％の冷間圧延を施し、７２０℃
で４時間の箱焼鈍した後、圧延率０〜７０％の２大検間
圧延を施して電磁軟鉄板を製造した。

次に、各々の電磁軟鉄板を８００℃で３時間の焼鈍（Ｎ
Ｚ雰囲気中）を行い、その後直流磁化特性を測定した。

その結果も第３表に併記した。

第３表に示される結果からも明らかなように、磁気特性
は２大検間圧延率が５％（試料＆６ｇ）で最も良好で、
圧延率が高くなるにともない悪くなる。したがって、本
発明の方法によれば、磁気特性の優れた電磁軟鉄板が得
られるのに対して、２大検間圧延率の多いもの（試料Ｎ
αｆＪおよびＮＱ６１１）は磁気特性が劣っていること
がわかる。

（効　果） 従来の製造方法では磁気特性の優れた電磁軟鉄板を得る
には脱炭精錬および脱炭焼鈍でしか製造できなかったも
のが、本発明によれば、脱炭精錬および脱炭焼鈍を必要
とせず、大きい磁束密度と小さい保磁力とを兼備する優
れた電磁軟鉄板の製造が可能となる。しかも、製造上、
大幅な製造コストの低減が図られ、工業上有用な効果を
もたらすものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の鋼試料における鋼中に分散する炭化物
等の形態を現した光学顕微鏡写真（倍率５００倍）であ
り、第２図は比較鋼試料についての同様の光学顕微鏡写
真である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｃ：０．０１〜０．１０％ Ｓｉ：０．４〜３．５％ Ｍｎ：０．０５〜０．５％ Ｐ：０．０１０％以下 Ｓ：０．０１０％以下 Ａｌ：０．０５〜０．３０％ Ｆｅおよびその他の不可避不純物：残部 とから成る成分組成の熱間圧延板を中間焼鈍を挟む２回
   の冷間圧延工程を経て電磁軟鉄板を得る電磁軟鉄板の製
   造法であって、前記製造工程において、中間焼鈍を６５
   ０℃以上Ａ＿１変態点以下の温度にて１〜１５時間の箱
   焼鈍を行い、炭化物をグラファイト化させた後圧延率を
   ３〜４０％として２次冷間圧延することを特徴とする磁
   気特性の優れた電磁軟鉄板の製造方法。